В геноме древних волков нашли собачью маленькость
Мутациям, от которых зависит размер собаки, оказалось больше полусотни тысяч лет.
Пород собак существует великое множество, и первое, что бросается в глаза, это различия в размерах: есть мастифы, которые весят до 140 кг, а есть чихуахуа весом в 1–3 кг. Очевидно, что у них по-разному работают гены, управляющие ростом тела. Многие из таких генов кодируют белки, называемые факторами роста: они стимулируют деление клеток, стимулируют обмен веществ, который даёт энергию на рост, и т. д. Если собака маленькая, то, вероятно, у неё есть мутация (или мутации), которая понижает активность подобных генов и наоборот — если собака большая, то мутации их активность стимулируют.
Сотрудники из Национальных институтов здоровья США, Казахского национального университета имени Аль-Фараби, Университета Ренн I, Зоологического института Российской академии наук и других научных центров пишут в Current Biology, что самый существенный ген, от которого зависит размер собак — это ген белка IGF-1 (insulin-like growth factor 1, то есть инсулиноподобный фактор роста 1). Как и у всякого белкового гена, его активность подчиняется регуляторным последовательностям в ДНК. Такие последовательности сами никаких белков не кодируют, но зато они влияют на то, как работает их подопечный ген. Рядом с геном IGF-1 есть последовательность, кодирующая особую регуляторную РНК. С этой регуляторной РНК никаких белков не синтезируется, но зато она влияет на то, как синтезируется белок на РНК с гена IGF-1. У собак в регуляторной РНК нашли две мутации: одна — «маленькая», то есть из-за неё ген малоактивен и размер тела будет небольшим, другая — «большая», с ней собака будет крупной.
При этом у последовательности ДНК, которая кодирует регуляторную РНК, в геноме всегда будут две копии: одна пришла от матери, другая от отца. Значит, возможны три разные комбинации обеих мутаций. Исследователи проанализировали геномы разных собачьих пород и выяснили, что есть очевидная связь между размером тела и комбинацией «маленькой» и «большой» мутаций: у пород небольших размеров в обеих копиях гена было по «маленькой» мутации, у среднеразмерных в одном гене была «маленькая» мутация, а в другом «большая», наконец, у крупных собак в обеих копиях гена была «большая» мутация.
Но самое интересное, что обеим мутациям как минимум 53 тыс. лет, причём «маленькая» старше «большой». Это стало ясно после анализа генов других видов волкоподобных псовых — к ним относятся волки, койоты, шакалы, собаки и т. д. У древнего общего предка, который дал начало всем волкоподобным псовым, была «маленькая» мутация, которая пригодилась койотам, шакалам, гиеновидным собакам: в их случае естественный отбор благоприятствовал тем особям, которые были не слишком велики. Если же говорить о тех волках, от которых произошли собаки, то у них были обе мутации, и размеры их довольно сильно варьировали. Очевидно, люди начали приручать тех волков, что были поменьше. У других древних волков были только «большие» мутации, как, кстати, и у волков современных — то есть они жили в условиях, когда выгодно быть крупным.
Ген IGF-1 не единственный, от которого зависит размер собаки, их по меньшей мере двадцать. Но IGF-1 из них самых влиятельный: если взять всю разницу в размерах тела между собаками разных пород, то от гена IGF-1 зависит 15% этой разницы. Хотя, разумеется, искусственный отбор, который человек устроил собакам, затронул и остальные гены тоже.
